五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】纪念唐山地震三十周年(0)--引子 -- 奔波儿

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    • 家园 【原创】纪念唐山地震三十周年(2)--什么地方会发生地震?

      大家都听说过“沧海桑田”这个成语,它反映了我们脚底下的大地是处在不断的升降(垂直运动)和漂移(水平运动)中的,而这种变形会产生应力能,当能量积累到一定程度的时候,就会在地壳的薄弱地段释放出来,这就是地震。

      一般说来,地球是由地壳、地幔和地核组成的。地壳以及上地幔顶部的部分又组成了一个刚性的层,称为“岩石圈”,地震都是发生在这一圈层的。其下是软流圈,物质为粘塑性,是不会发生地震的(唉,写着写着,又写成了八股文体)。

      全球的岩石圈是由太平洋板块等七大板块和六个小板块拼合而成的,第一个提出“板块理论”的大牛并不是一位地震学家或者地质学家,而是一位气象学(也可算地球物理学的一个分支)家--魏格纳(Wegener)。有一次该大牛生病住院,每天没事儿,就只能盯着墙上的世界地图出神,看着看着,灵光乍现,这南美洲和非洲怎么正好可以拼在一起啊,再看别的,也能拼,出院以后,他就提出了在地学史上划时代的“板块理论”。魏格纳爱好冒险,为人重义轻财,在1930年冬天一次率队在北极探险,手下一名队员走丢,他亲自前去找寻,当找到该名队员以后,因其劳累过度,引发心脏病,于11月1日正好是他50岁生日那天,在科考营地与世长辞。俺导师经常拿他作为榜样,教育俺们诸弟子。

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      说了半天“板块”,该回到“地震”上来了。板块交界的地方,容易发生碰撞,因此是应力能量最容易聚集和释放的地方,当然也就最容易发生地震。全球的地震,95%以上都发生在两个地震带上,即环绕太平洋板块的“环太平洋地震带”,以及夹在欧亚板块和非洲板块及印度洋板块间的“喜马拉雅--地中海地震带”。

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      中国地震发生最多的地方主要是在三个省,云南、新疆和台湾。印度洋板块和欧亚板块一直在那儿顶牛,牛犄角的位置就是云南和新疆哈什,所以那儿一天到晚地震不断;而台湾呢,则是菲律宾板块的一个小犄角和欧亚板块顶牛的位置。

      按说,中国内陆大部分地区,尤其是东部地区都处于板块内部,可怎么还会有唐山地震这种大地震呢?这是因为一个大的板块本身也不是铁板一块,地球诞生至今也折腾了46亿年,再结实的东东也会有裂纹。石板或者钢板断裂都是在其最脆弱的裂缝部位,板块也一样,而这种裂缝在地质学上称其为“断层”。很不幸,唐山地区正好位于华北地区较大的两个深大断裂--宝坻-昌黎断裂和沧东断裂的十字路口,这儿的地震因此非常多。

      未来唐山地区还会不会发生大的地震呢?震级越大,说明地震释放的能量越大,而要想积聚如此高的能量,在板块内部地区是需要很长一段时期的;另外,大的地震发生以后,该地区的地壳结构非常破碎,反而不容易聚集很高的应力能,因为一系列破碎地段都会发生一系列小的地震,从而不断释放能量。如此一来,唐山地区再发生大地震的几率非常小。

    • 家园 【原创】纪念唐山地震三十周年(1)--俺是怎么上了“地震学”这条船的?

      读高中的时候,有一铁哥们儿,家是地质队的。他的父亲是一位印尼归国的华侨,大学时期,是校游泳队长,手下有一女队员,一北京姑娘,虽然是不同系不同专业,但游泳池里天长日久,自然暗结情缘。转眼大学四年过去了,和当年的大多数父辈一样,我这伯伯志愿去祖国最需要的地方,来到了秦岭脚下的这个地质队,常年累月在深山老林中踏勘。一年以后,北京姑娘也毕了业,留京工作,但她却放弃一切,跑到秦岭深山中地质队的营地里,与伯伯共结连理,并留在了地质队。现在,老俩口儿都已头发花白,退休在家,但还保留着年青时期的爱好,每周都会一起去泳池里游上几个来回。

      那时,我这哥们儿的父母就是俺的偶像,俺数理化都还不错,又特别喜欢地理,就向我伯伯伯母请教,将来应该学什么--“那还用说,地球物理啊”,好,咱就奔着这个上了,自此后,这就成了自己一生为之钻研的东西。

      地球物理,就是用物理方法研究地球以及其它星星的学问,而其中最大的一块就是地震学。翻开任何一本《地震学》教材,开篇都会宣讲一番我家祖上的一位牛人,就是东汉年间发明“候风地动仪”的那位张衡。不过令人扼腕叹息的是,自此后,就再没有中国人的名字。

      “候风地动仪”到底是什么样子的?没有人见过实物,哪怕是草图,后人所造的所谓的“候风地动仪”所参照的依据不过是《后汉书·张衡传》那一百多个字儿。具体是什么机械原理呢?不清楚,写《后汉书》的范晔毕竟是一个文人,他的笔下是不可能出来一篇机械学或者地震学的学术论文的,可叹张衡自己也没有留下相关的文献资料。

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      但有一点可以肯定,该仪器应该是基于地震波传播的基本特征的。地震学的基本理论是“波动方程”,这是一个完美的泊松方程。地震发生以后,会形成三种波,即压缩波(纵波)、剪切波(横波)和面波,这三种波都是矢量波,因此可以根据其速度值、方向性和到达时间判定震中的位置和震源深度,以及计算出发震时刻;利用地震记录上的最大振幅,套用统计公式,就可以计算出相应的震级;如果再利用地震波形资料,就可以利用波动方程计算出该地震的震源机制,即该地震的物理模型。

      记得曾有这样一种说法,说中国古代只出“能工巧匠”,却没有一个真正的“科学家”,唉,不好说对也不好说不对。

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